Гелевый свинцово-кислотный аккумулятор

Гелевые аккумуляторы

Ранние гелевые свинцово-кислотные аккумуляторы, разработанные в 1950-х годах компанией Sonnenschein (Германия), приобрели популярность в 1970-х. При смешивании серной кислоты с кремнеземным гелеобразователем жидкий электролит превращался в полутвердую пасту, делая гель необслуживаемым. Такие батареи активно применялись в малых и больших ИБП, обеспечивая надежность в различных сферах.

AGM-технология

В начале 1980-х годов появилась AGM-технология (Absorbent Glass Mat). Она имела схожие характеристики с гелевыми аккумуляторами, но отличалась уникальными свойствами, что позволило ей завоевать рынок. AGM стали особенно популярны для стартерных систем и применений с глубоким циклом заряда/разряда. Обе технологии входят в семейство свинцово-кислотных аккумуляторов с клапанным регулированием (VRLA), что сделало традиционные заливные аккумуляторы необслуживаемыми.

Литий-ионные системы

Системы накопления энергии (ESS), используемые для регулирования частоты и буферизации энергии, все чаще оснащаются литий-ионными аккумуляторами. В отличие от свинцово-кислотных, они могут быстро заряжаться при наличии избыточной энергии и работать в диапазоне среднего заряда (40–60%), не вызывая сульфатации. Хотя ИБП традиционно работают на свинцово-кислотных батареях благодаря их экономичности, прочности и безопасности, литий-ионные решения активно внедряются там, где требуются циклические режимы работы и оптимальная цена за цикл.

Сравнение гелевых и AGM

Гелевый аккумулятор обычно служит дольше, чем AGM, благодаря лучшей теплопередаче. Гелевый сепаратор отводит тепло, в то время как абсорбирующий стеклянный мат AGM действует как изолятор. Преимуществом геля является также куполообразная кривая производительности: он удерживает высокий уровень отдачи на протяжении большей части своего ресурса, резко снижаясь лишь в конце. AGM, напротив, постепенно теряет производительность в течение срока службы.

Гелевые модели лучше работают при высоких температурах и менее подвержены сульфатации, но требуют точной настройки напряжения заряда. AGM превосходит при работе на низких температурах, обеспечивая лучшую подачу тока благодаря низкому внутреннему сопротивлению. Говорят, что количество циклов у гелевых батарей больше, поскольку их конструкция позволяет удерживать больше кислоты. В то же время из-за повышенного внутреннего сопротивления гель не подходит для применений с высокими токами.

Конструкция клапанов

Один из секретов качественного гелевого аккумулятора — конструкция клапана. В малых и экономичных моделях используется клапан из EPDM-каучука (этилен-пропилен-диеновый мономер). Крупные и высококачественные решения для работы в экстремальных условиях оснащены более сложными клапанами, которые лучше удерживают влагу и увеличивают ресурс батареи.

Заливные свинцово-кислотные аккумуляторы

Несмотря на развитие VRLA-систем, заливные свинцово-кислотные аккумуляторы остаются самыми долговечными в режиме ожидания. Однако они самые дорогие и требуют регулярного обслуживания (долива воды). Гелевые дешевле и оптимальны для телекоммуникационных ИБП, в то время как AGM отличаются более низкой стоимостью и лучшими нагрузочными характеристиками. Обе технологии имеют перспективы и будут продолжать применяться в резервных системах, не требующих глубоких циклов разряда/заряда.

 В таблице 1 иллюстрируются преимущества и недостатки гелевых аккумуляторов по сравнению с другими свинцово-кислотными системами.